德标弯头表面层的残余应力

外部载荷去除后，德标弯头表面层及其与基体材料的交界处仍残存的互相平衡的弹性应力，这种 应力即表面层残余应力 。

( 1 ) 冷态塑性变形引起的残余应力 。在切削力作用下 ，已加工表面产生强烈的塑性变形 ，表面层金属比体积增大 ，体积膨胀，受到与它相连的里 层金属的阻 止，因此，表面层产生 残余压应力 ，里层产生残余拉应力 。当刀具从被加工表面上切除金属时 ，由于后刀面的 挤压和摩擦作用 ，加大了 表面层伸长的塑性 变形。表面层的伸长变形受 到基体金属的限制 ，也在表面层产生了残余压应力。

( 2 ) 热态塑性 变形引 起的残余应力 。德标弯头已加工表面在切 削热作用下产生热膨胀，此时金属基体温度较低 ，因此表层 产生热压应力。当切削 过程结束 时，表面温 度下降 。由于表层已 产生热塑性变形 ，要收缩受到基体的 限制，故而产生残余 拉应力。磨削温度越高 ，热塑性变形 越大 ，残余拉应力也越大，有时甚至产生裂纹。

( 3 ) 金相组织变化引起的残余应力 。切削时产生的高 温会引 起表面层金 相组织 变化 。不同的金相组织有不同的 密度 ，马氏体密度 p ,,,  = 7. 75  g/cm3, 奥氏体密度 PA   = 7. 96  g/ cm3   , 珠光体密度 p p  = 7. 78 g/cm3, 铁素体密 度 Pr    = 7. 88  g/ cm3  。 以悴火钢磨削 为例 ，悴火钢原 来的 组织是马氏体，磨削加工后，因高 温表面可能 产生回火 ，马氏体变为接 近珠 光体的屈氏体或索氏 体，密度增大而体积减小 ，产生残余拉应力。如果表 面温度超过 A 勺 ，冷却 又充 分，则表层又将成为马氏体（一薄层二次悴火层），体积膨胀，产生残余压应力 。

综上所述，机械加工后表面层的残余应力是由冷态塑性变形、热态塑性变形和金相组织变化 这三方面原因引起的综合结果。在一定条件下 ，其中某一种或两种原因可能起主导作用。如在切削加工中切削 热不高，表层以 冷态塑性 变形 为主 ，此时表面层产生 残余压应力 。在磨削 时起主导作用的是“热” ，常以相变和热塑性 变形为主，所以表面层产生残余拉 应力。